JP2009050990A - Precision roll lathe - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a burden on a cutting tool by eliminating the necessity of making a cutting edge of the cutting tool abut on a workpiece from the pushing direction at start of biting during processing etc. when the cutting tool and the workpiece are positioned before the processing. <P>SOLUTION: A saddle 26 is installed on a head so as to enable movement of the longitudinal direction (Z-axis) of a roll W, and a table 28 is installed on the saddle 26 so as to be movable to the direction (X-axis) orthogonal to the longitudinal direction of the roll W. A turning table 30 having a tool rest 32 mounted with the cutting tool 42 is provided on the table 28. A linear shaft (Y-axis) for moving the cutting tool 42 to the direction which is orthogonal to the longitudinal direction of the roll W and is a cutting direction of the cutting edge of the cutting tool 42 is provided on the tool rest 32. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、精密ロール旋盤に係り、特に、加工前にワークとバイトの位置合わせを行うときに、ダイヤモンドバイトにチッピングが生じないように改良した精密ロール旋盤に関する。   The present invention relates to a precision roll lathe, and more particularly to a precision roll lathe that is improved so that chipping does not occur in a diamond tool when the workpiece and the tool are aligned before machining.

ロールを加工する工作機械には、ロール旋盤がある。ロール旋盤は、ダイヤモンドバイトなどを取り付けた刃物台を往復台に設置した旋盤である。主軸台でロールを回転させ、往復台を前後方向(X軸)に送りながら周方向の溝を加工するのが基本的な使い方である。軸方向に溝を加工する場合は、主軸台(C軸)でロールを割り出しながら、往復台を左右方向(Z軸)に高速移動させることにより、軸方向に溝を創生することができる。   A machine tool for processing a roll includes a roll lathe. A roll lathe is a lathe in which a tool post equipped with a diamond tool is installed on a carriage. The basic usage is to process the circumferential groove while rotating the roll on the headstock and feeding the carriage back and forth (X axis). When machining the groove in the axial direction, the groove can be created in the axial direction by moving the carriage in the left-right direction (Z-axis) at high speed while indexing the roll on the headstock (C-axis).

近年、機械制御技術の進歩によって、旋盤による超精密加工が実現されている。これにより、旋盤でも光学レンズの成形に用いる金型を加工できるようになってきている。例えば、本出願人は、フレネルレンズ成形用の金型を加工する立旋盤を提案している(特許文献1)。この立旋盤では、フレネルレンズ成形金型のV形レンズ溝を高精度に加工することができる。   In recent years, with the advance of machine control technology, ultra-precision machining with a lathe has been realized. As a result, it has become possible to process a mold used for molding an optical lens even on a lathe. For example, the present applicant has proposed a vertical lathe for processing a mold for molding a Fresnel lens (Patent Document 1). This vertical lathe can process the V-shaped lens groove of the Fresnel lens molding die with high accuracy.

最近では、液晶パネルのバックライトに使用されるレンチキュラーレンズシート、クロスレンチキュラーレンズシート、プリズムシートなどを押出成形により成形することが検討されている。   Recently, it has been studied to form a lenticular lens sheet, a cross lenticular lens sheet, a prism sheet or the like used for a backlight of a liquid crystal panel by extrusion molding.

そこで、本出願人は、これらのレンズシートの押出成形に用いるロールを加工する精密ロール旋盤を提案している(特許文献2乃至6)。
特開2004−358624号公報 特願2006−130066号 特願2006−135560号 特願2006−156388号 特願2006−165144号 特願2006−166404号
Therefore, the present applicant has proposed a precision roll lathe for processing a roll used for extrusion molding of these lens sheets (Patent Documents 2 to 6).
JP 2004-358624 A Japanese Patent Application No. 2006-130066 Japanese Patent Application No. 2006-135560 Japanese Patent Application No. 2006-156388 Japanese Patent Application No. 2006-165144 Japanese Patent Application No. 2006-166404

この種の旋盤による超精密加工では、旋盤の刃物台に使用するダイヤモンドバイトへの精度要求がますます大きくなってきている。このため、バイトの負担が増大し、バイトの摩耗、チッピングが起きないようにする方法を確立することが急務の課題とされている。
特に、ロール旋盤では、加工前の準備として、バイトとワークの関係を把握するため、刃物台を動かしてバイトの先端をワークに当てる作業が行われる。このとき、バイトの刃先にチッピングが生じやすいことが指摘されている。これは次のような理由があるからである。
In ultra-precision machining with this type of lathe, the precision requirements for diamond tools used for the tool post of lathes are increasing. For this reason, it is an urgent task to establish a method for increasing the burden on the tool and preventing the tool from being worn or chipped.
In particular, in a roll lathe, as a preparation before machining, in order to grasp the relationship between a cutting tool and a workpiece, an operation of moving the tool post and applying the tip of the cutting tool to the workpiece is performed. At this time, it has been pointed out that chipping tends to occur at the cutting edge of the cutting tool. This is because of the following reasons.

実際には、加工をする前のワークは、あらかじめその形状が正確にわかっているわけではない。また、ワークの表面にはメッキ等でコーティングされていることが多い。さらに、ワークを機械に取り付ける時に芯が出てないことがある。このため、ロール状のワークの場合、同軸度、真円度は厳密には出ていないので、バイトの先端がどの位置でワークに当たるのか、加工範囲のどの位置では、切込はどれぐらいになるのかは実際にやってみないとわからない。   Actually, the shape of the workpiece before processing is not accurately known in advance. The surface of the workpiece is often coated with plating or the like. Furthermore, the core may not come out when the workpiece is attached to the machine. For this reason, in the case of a roll-shaped workpiece, the concentricity and roundness are not exactly determined, so at what position in the machining range the cutting depth is where the tip of the tool hits the workpiece. I don't know if I don't actually do it.

そこで、加工する前に一度、刃物台を動かしてバイトをワークの表面に当てて、機械のどの位置でバイトの先端とワークの距離が0になるかを調べている。バイトの刃先とワークの距離が0になる位置がわかったら、その位置とワークの全面加工を行う。超精密加工は、全面が加工できた後で行うことになる。   Therefore, before machining, the tool post is moved once so that the cutting tool is brought into contact with the surface of the workpiece, and the position of the cutting tool at which the distance between the tip of the cutting tool and the workpiece becomes zero is investigated. When the position where the distance between the cutting edge of the tool and the workpiece becomes zero is determined, the entire surface of the workpiece is processed. Ultra-precision machining is performed after the entire surface has been processed.

従来、機械にワークを取り付けた後、最初にバイトを接触させるためバイトを移動させる方向は、ワークの中心に向かってワーク表面を突く方向になる。このような方向は、ダイヤモンドバイトの刃先にチッピングを生じさせる原因となる。ダイヤモンドの結晶構造の性質上、ダイヤモンドバイトはワークをすくう方向には強くなっているが、突く方向には強く作られていないからである。特に、超精密加工に用いるダイヤモンドバイトでは、その刃先は鋭くなっているため、突っ込むときの衝撃により、チッピングが生じやすい。   Conventionally, after a work is mounted on a machine, the direction in which the tool is moved to first contact the tool is a direction in which the work surface is struck toward the center of the work. Such a direction causes chipping at the cutting edge of the diamond tool. This is because, due to the nature of the crystal structure of diamond, the diamond bite is strong in the direction of scooping the workpiece, but not strong in the direction of thrusting. In particular, a diamond cutting tool used for ultra-precision machining has a sharp cutting edge, so that chipping is likely to occur due to impact when thrusting.

また、ロールの超精密加工では、微細加工の範囲が広い。例えば、長さ750mm×直径310mmのロールを加工する範囲は、750mm×973mmの平板加工に相当する。このため、バイトへの負荷が重く摩耗が大きいという問題がある。   In addition, in the ultra-precision processing of rolls, the range of fine processing is wide. For example, a range in which a roll having a length of 750 mm × a diameter of 310 mm is processed corresponds to a flat plate processing of 750 mm × 973 mm. For this reason, there is a problem that the load on the tool is heavy and wear is large.

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、加工の前にバイトの刃先をワークに突く方向から当てて、バイトとワークの位置合わせを行なう必要をなくし、バイトへの負担を軽減し、特に、ダイヤモンドバイトの場合に、刃先のチッピングをなくし、ダイヤモンドバイトによる超精密加工を保証できるようにした精密ロール旋盤を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to eliminate the problems of the prior art, eliminate the need for aligning the cutting tool and the workpiece by applying the cutting edge of the cutting tool to the workpiece before machining, An object of the present invention is to provide a precision roll lathe that reduces the burden, and eliminates chipping of the cutting edge particularly in the case of a diamond tool, and can guarantee ultraprecision machining with the diamond tool.

また、本発明の他の目的は、微細加工範囲が広くなるロール加工を高精度に実現できるようにバイトの摩耗を低減し得る精密ロール旋盤を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a precision roll lathe capable of reducing the wear of a cutting tool so that roll processing with a wide fine processing range can be realized with high accuracy.

前記の目的を達成するために、本発明は、ベッドと、前記ベッド上に設置され、ワークであるロールの一端をチャックで保持しながら該ロールに回転を与える主軸を有する主軸台と、前記主軸台に対向して前記ベッド上に配置され、前記ロールの一端を回転自在に支持する心押台と、前記ロールの長手方向(Z軸)を移動可能に前記ベッド上に設置されたサドルと、ロールの長手方向と直角の方向(X軸)に移動可能に前記サドル上に設置されたテーブルと、前記テーブル上に設置され、バイトが取り付けられた刃物台を有する旋回台と、を備え、前記刃物台は、前記バイトを前記ロールの長手方向と直角でかつバイト刃先のすくい方向に前記バイトを移動させる直線軸(Y軸)を備えたことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a bed, a spindle base having a spindle installed on the bed and rotating the roll while holding one end of a roll as a workpiece with a chuck, and the spindle A tailstock arranged on the bed opposite to a table and rotatably supporting one end of the roll; and a saddle installed on the bed so as to be movable in the longitudinal direction (Z axis) of the roll; A table installed on the saddle so as to be movable in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the roll (X-axis), and a swivel having a tool post installed on the table and attached with a cutting tool, The tool post is provided with a linear axis (Y axis) for moving the cutting tool in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the roll and in the scooping direction of the cutting tool edge.

また、本発明では、前記刃物台は、複数本のバイトが固定された刃物台本体と、前記刃物台本体に取り付けられ、前記バイトをすくい方向に移動させ前記直線軸を構成するバイト移動機構とを有することを特徴とするものである。   Further, in the present invention, the tool post includes a tool post main body to which a plurality of tools are fixed, a tool moving mechanism that is attached to the tool post main body, moves the tool in a scooping direction, and constitutes the linear axis. It is characterized by having.

また、本発明では、バイト移動機構は、前記刃物台本体に一体的に前記刃物台本体に取り付けられる刃物台アタッチメントとして構成することができる。   In the present invention, the tool moving mechanism can be configured as a tool post attachment that is integrally attached to the tool post main body.

本発明では、前記刃物台アタッチメントは、刃物台に取り付けられるアタッチメント本体と、Y軸サーボモータと、Y軸方向のバイトの位置を検出する位置検出器と、バイトを保持するバイトホルダを有する可動体と、サーボモータの出力を前記バイトホルダに伝動するボールねじ機構と、が一体的にユニット化されたアタッチメントでとして構成することができる。   In the present invention, the tool post attachment is a movable body having an attachment body attached to the tool post, a Y-axis servo motor, a position detector for detecting the position of the tool in the Y-axis direction, and a tool holder for holding the tool. And a ball screw mechanism that transmits the output of the servo motor to the bite holder can be configured as an integral unitized attachment.

本発明によれば、加工の前にバイトの刃先をワークに突く方向から当てて、バイトとワークの位置合わせを行なう必要がなくなるので、バイトへの負担を軽減し、特に、ダイヤモンドバイトの場合に、刃先のチッピングをなくし、ダイヤモンドバイトによる超精密加工を保証することができる。   According to the present invention, it is not necessary to align the cutting tool and the workpiece by applying the cutting edge of the cutting tool to the workpiece before machining, thereby reducing the burden on the cutting tool, particularly in the case of a diamond cutting tool. , Chipping of the cutting edge can be eliminated, and ultra-precision machining with a diamond tool can be guaranteed.

また、本発明によれば、ロールに微細な溝を1本加工するごとに、バイトの刃先をワークに突く方向から当てる代わりに、すくう方向から入れられるので、バイトの刃先への負担が軽くなり、微細加工範囲が広くなるロール加工を高精度に実現できるようにバイトの摩耗を低減することができる。   In addition, according to the present invention, each time a fine groove is machined on the roll, instead of applying the cutting edge of the cutting tool from the direction of striking the work, it can be inserted from the scooping direction, so the burden on the cutting edge of the cutting tool is reduced. In addition, it is possible to reduce the wear of the cutting tool so that roll processing with a wide fine processing range can be realized with high accuracy.

以下、本発明による精密ロール旋盤の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図1および図2において、参照番号10は、ベッドを示す。このベッド10の上には、主軸台12、心押台14、往復台16が配置されている。ワークはロール形状のロールWであり、主軸台12と心押台14とで回転自在に支持されている。
主軸台12は、ベッド10の長手方向の一端部に配置されている。この主軸台12は、本体部17と、主軸18と、この主軸18の先端に取り付けられたチャック19と、主軸18を駆動するサーボモータ20を含む。主軸18は本体部17に内蔵されている図示しない油静圧軸受により支持されている。チャック19は、ロールWの軸を把持し、主軸18の回転をロールWに伝達する。
Hereinafter, an embodiment of a precision roll lathe according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2, reference numeral 10 indicates a bed. On the bed 10, a spindle stock 12, a tailstock 14, and a carriage 16 are arranged. The workpiece is a roll-shaped roll W, and is rotatably supported by the headstock 12 and the tailstock 14.
The headstock 12 is disposed at one end of the bed 10 in the longitudinal direction. The headstock 12 includes a main body portion 17, a main shaft 18, a chuck 19 attached to the tip of the main shaft 18, and a servo motor 20 that drives the main shaft 18. The main shaft 18 is supported by a hydrostatic bearing (not shown) built in the main body portion 17. The chuck 19 grips the shaft of the roll W and transmits the rotation of the main shaft 18 to the roll W.

この主軸台12では、主軸18を駆動するサーボモータ20は、主軸18を直接駆動するビルトイン型のサーボモータとして構成されている。主軸18の回転量は、エンコーダ23により検出される。このエンコーダ23の検出信号をフィードバックして主軸18の位置制御および速度制御を行うことにより、主軸台12にはロールWの円周方向の割出しを行う割出し軸(C軸)としての機能と、主軸18を一定の回転数(数百回転まで)で連続回転させる機能が付加されている。   In the head stock 12, the servo motor 20 that drives the main shaft 18 is configured as a built-in servo motor that directly drives the main shaft 18. The amount of rotation of the main shaft 18 is detected by the encoder 23. By feeding back the detection signal of the encoder 23 to perform position control and speed control of the spindle 18, the spindle base 12 has a function as an indexing axis (C axis) for indexing the roll W in the circumferential direction. A function for continuously rotating the main shaft 18 at a constant rotation speed (up to several hundred rotations) is added.

次に、図1、図2において、心押台14は、主軸台12に対向してベッド10上に配置されている。ベッド10の上面には図示しない案内面が設けられ、心押台14は移動可能に設置されている。心押台14は、従来一般の心押軸の代わりに主軸24を備えており、この主軸24に取り付けたチャック25でロールWの軸を回転自在に支持する。このような心押台14は、サーボモータを持たない点を除いて基本的な構成は主軸台12と同様のものである。   Next, in FIGS. 1 and 2, the tailstock 14 is arranged on the bed 10 so as to face the headstock 12. A guide surface (not shown) is provided on the upper surface of the bed 10, and the tailstock 14 is movably installed. The tailstock 14 includes a main shaft 24 instead of a conventional general tailstock shaft, and a shaft of the roll W is rotatably supported by a chuck 25 attached to the main shaft 24. Such a tailstock 14 has the same basic configuration as the headstock 12 except that it does not have a servo motor.

次に、往復台16について説明する。
往復台16は、ロールWの軸方向に移動可能にベッド10上に設置されているサドル26を含む。このサドル26の上には、ロールWの軸方向と直角な方向に移動可能にテーブル28が設置されている。
Next, the carriage 16 will be described.
The carriage 16 includes a saddle 26 installed on the bed 10 so as to be movable in the axial direction of the roll W. A table 28 is installed on the saddle 26 so as to be movable in a direction perpendicular to the axial direction of the roll W.

本実施形態の精密ロール旋盤では、サドル26を送る軸がZ軸で、サドル26上でテーブル28を送る軸がX軸である。そして、この精密ロール旋盤では、X軸、Z軸の他、主軸台12にはC軸、テーブル28に設けられた刃物旋回台30にはB軸および、以下に詳細に説明するように、バイトを昇降させるY軸が設けられており、合計5軸制御の工作機械である。   In the precision roll lathe according to this embodiment, the axis for feeding the saddle 26 is the Z axis, and the axis for feeding the table 28 on the saddle 26 is the X axis. In this precision roll lathe, in addition to the X axis and the Z axis, the spindle base 12 has a C axis, the cutter swivel base 30 provided on the table 28 has a B axis, and, as will be described in detail below, Is a machine tool with a total of 5-axis control.

図3は、刃物旋回台30の正面を示す。刃物旋回台30の上には、刃物台32が取り付けられている。この実施形態の場合、刃物台32は、刃物台本体33と、刃物台アタッチメント34とから構成されている。刃物台アタッチメント34は、刃物台本体33に対して着脱できる。   FIG. 3 shows the front of the blade swivel 30. A tool rest 32 is attached on the tool turntable 30. In this embodiment, the tool post 32 includes a tool post body 33 and a tool post attachment 34. The tool post attachment 34 can be attached to and detached from the tool post main body 33.

刃物台本体33には、周方向に所定の間隔でバイト31が配列されている。この実施形態では、バイト31が3本、刃物台32を90度ごとに旋回させることで割り出せるようになっているが、バイト31を4本にして旋回60度毎に割り出すようにするなど、種々の形態がある。刃物台本体33には、超精密加工の場合にはダイヤモンドバイトが使用される。なお、この刃物台本体33に取り付けられているバイト31の高さ位置(芯高)は、機上で測定して手動で調整可能となっている。   Bits 31 are arranged on the tool post body 33 at predetermined intervals in the circumferential direction. In this embodiment, the number of cutting tools 31 is three, and the tool post 32 can be indexed by turning every 90 degrees. However, the number of cutting tools 31 is four and indexing is performed every 60 degrees. There are forms. A diamond tool is used for the tool post body 33 in the case of ultra-precision machining. The height position (core height) of the cutting tool 31 attached to the tool post body 33 can be manually adjusted by measuring on the machine.

次に、刃物台アタッチメント34によって構成されたバイト移動機構について説明する。図4において、この刃物台アタッチメント34は、アタッチメント本体35と、Y軸サーボモータ36と、リニアスケール37と、Y軸方向、すなわち上下方向に移動可能な可動ブロック38と、バイトホルダ39と、ボールねじ機構40を含む。   Next, the tool moving mechanism constituted by the tool post attachment 34 will be described. In FIG. 4, the tool post attachment 34 includes an attachment main body 35, a Y-axis servo motor 36, a linear scale 37, a movable block 38 movable in the Y-axis direction, that is, a vertical direction, a bite holder 39, and a ball. A screw mechanism 40 is included.

Y軸サーボモータ36は、減速機41を介して、ボールねじ43と連結されている。可動ブロック38の上部には、ボールねじ43に螺合するボールナット44が固定されている。可動ブロック38の下部には、バイトホルダ39が固定されている。このバイトホルダ39には超精密加工に用いるダイヤモンドバイト42が取り付けられている。なお、45は可動ブロック38の移動を案内するガイドである。   The Y-axis servomotor 36 is connected to the ball screw 43 via the speed reducer 41. A ball nut 44 that is screwed into the ball screw 43 is fixed to the upper portion of the movable block 38. A bite holder 39 is fixed to the lower part of the movable block 38. A diamond tool 42 used for ultra-precision machining is attached to the tool holder 39. Reference numeral 45 denotes a guide for guiding the movement of the movable block 38.

このような刃物台アタッチメント34は、アタッチメント本体35のフランジ部35aにボルトを締め込むことで、刃物台本体33に取り付けることができる。 このような刃物台アタッチメント34により構成されるバイト移動機構は、バイトホルダ38に取り付けられたダイヤモンドバイト42を上下に移動させることができ、本実施形態のロール旋盤では、Y軸を構成している。   Such a tool post attachment 34 can be attached to the tool post main body 33 by tightening a bolt into the flange portion 35 a of the attachment main body 35. The tool moving mechanism constituted by such a tool post attachment 34 can move the diamond tool 42 attached to the tool holder 38 up and down, and the roll lathe of the present embodiment constitutes the Y axis. .

次に、ロール旋盤のX軸、Y軸、Z軸と、ダイヤモンドバイト42の移動方向との関係について説明する。
図3において、Y軸によりダイヤモンドバイト42の移動する方向は、ロールWとの関係では、回転するロールWにおいて、ダイヤモンドバイト42の刃先がすくい角をもってロールWの表面をすくうように切削していく切削方向と平行な方向(すくい方向)である。これに対して、X軸によりダイヤモンドバイト42が移動する方向は、ロールWの半径方向、すなわち、ダイヤモンドバイト42の刃先がロールWの中心に向かって突き込む方向と平行な方向である。Z軸で移動する方向は、ロールWの長手方向である。
Next, the relationship between the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the roll lathe and the moving direction of the diamond cutting tool 42 will be described.
In FIG. 3, the moving direction of the diamond cutting tool 42 by the Y-axis is cut so that the cutting edge of the diamond cutting tool 42 scoops the surface of the roll W with a rake angle in the rotating roll W. It is a direction (rake direction) parallel to the cutting direction. On the other hand, the direction in which the diamond cutting tool 42 moves by the X axis is a radial direction of the roll W, that is, a direction parallel to the direction in which the cutting edge of the diamond cutting tool 42 projects toward the center of the roll W. The direction of movement along the Z axis is the longitudinal direction of the roll W.

なお、刃物台アタッチメント34を取り外した場合には、刃物台本体33に取り付けてあるバイト31を使って加工することもできる。この場合、刃物台本体33は、旋回軸B軸回りに旋回することができるので、必要なバイト31を割り出すことができる。また、刃物台本体33では、バイト31の刃先の高さ位置(Y軸方向)は、バイト31の下に図示しないライナをおいておくことにより、ライナの厚さで調整することができるようになっている。   In addition, when the tool post attachment 34 is removed, the tool 31 attached to the tool post main body 33 can be used for processing. In this case, the tool post main body 33 can turn around the turning axis B, so that the necessary cutting tool 31 can be determined. Further, in the tool post body 33, the height position (Y-axis direction) of the cutting edge of the cutting tool 31 can be adjusted by the thickness of the liner by placing a liner (not shown) under the cutting tool 31. It has become.

本実施形態による精密ロール旋盤は、以上のように構成されるものであり、刃物台本体33に刃物台アタッチメント34を取り付けた場合の加工について説明する。
加工前には、ロールWを、主軸台12と心押台14に取り付けるときに芯出しを行なってから、次のようにして、ロールWと、刃物台アタッチメント34のダイヤモンドバイト42の位置関係を把握する作業を行う。
The precision roll lathe according to the present embodiment is configured as described above, and processing when the tool post attachment 34 is attached to the tool post main body 33 will be described.
Prior to machining, centering is performed when the roll W is attached to the headstock 12 and the tailstock 14, and then the positional relationship between the roll W and the diamond bit 42 of the tool post attachment 34 is as follows. Work to grasp.

まず、図3において、刃物台本体33に取り付けてある刃物台アタッチメント34が、ロールWに向ようにB軸で割り出す。そして、テーブル28ごと刃物旋回台30をX軸で送って、ダイヤモンドバイト42を図3に示す位置で停止させる。   First, in FIG. 3, the tool post attachment 34 attached to the tool post main body 33 is indexed by the B axis so as to face the roll W. Then, the cutter swivel 30 together with the table 28 is sent along the X axis, and the diamond bit 42 is stopped at the position shown in FIG.

この位置では、ダイヤモンドバイト42の刃先は、ロールWの中心線を含むX−Z平面上よりも下の位置にあるとともに、Y軸で上方に移動させるとロールWに刃先が接触すると想定される位置になっている。このようなダイヤモンドバイト42の位置は、あらかじめ機上での測定等によってわかっているとする。   At this position, the cutting edge of the diamond cutting tool 42 is at a position below the XZ plane including the center line of the roll W, and it is assumed that the cutting edge comes into contact with the roll W when moved upward along the Y axis. Is in position. It is assumed that the position of the diamond cutting tool 42 is known in advance by measurement on the machine.

次いで、図4において、刃物台アタッチメント34では、Y軸サーボモータ36に駆動された可動ブロック38とともにダイヤモンドバイト42が上昇する。そして図5においてダイヤモンドバイト42の刃先がロールWの表面に接触すれば、このときのX軸上の位置は、ダイヤモンドバイト42の刃先とロールWの距離が0になっていることがわかる。   Next, in FIG. 4, in the tool post attachment 34, the diamond cutting tool 42 rises together with the movable block 38 driven by the Y-axis servomotor 36. In FIG. 5, if the cutting edge of the diamond cutting tool 42 contacts the surface of the roll W, the position on the X axis at this time indicates that the distance between the cutting edge of the diamond cutting tool 42 and the roll W is zero.

以上のようにして、本実施形態によれば、刃物台本体33に刃物台アタッチメント34を取り付けることにより、ダイヤモンドバイト42を切削方向に動かすことが可能な直線軸Y軸を付加することができる。   As described above, according to the present embodiment, by attaching the tool post attachment 34 to the tool post main body 33, it is possible to add a linear axis Y axis that can move the diamond cutting tool 42 in the cutting direction.

これにより、従来行われていた加工前のバイトとワークとの位置合わせにおいては、ダイヤモンドの結晶構造の性質上、衝撃に弱い方向である突く方向にダイヤモンドバイト42を動かす必要がなくなる。   Thus, in the conventional alignment of the cutting tool and the workpiece before processing, it is not necessary to move the diamond cutting tool 42 in the striking direction, which is a direction weak against impact, due to the nature of the crystal structure of diamond.

Y軸の方向は、ダイヤモンドバイト42の刃先がロールWの表面をすくう方向に一致しており、最初にダイヤモンド42を接触させる場合には、ロールWの表面をすくう方向になる。当然のことながら、この方向にはダイヤモンドバイトの刃先の強度はダイヤモンドの性質から極めて強くなっている。したがって、その刃先(エッジ)が鋭くなっている超精密加工に用いるダイヤモンドバイトであっても、刃先にチッピングを生じさせることはなく、安全かつ正確にダイヤモンドバイト42とロールWの位置合わせの作業を行うことができる。   The direction of the Y axis coincides with the direction in which the cutting edge of the diamond cutting tool 42 scoops the surface of the roll W, and when the diamond 42 is contacted for the first time, the surface of the roll W is scooped. As a matter of course, the strength of the cutting edge of the diamond tool is extremely strong in this direction due to the nature of diamond. Therefore, even a diamond tool used for ultra-precision machining with a sharp edge (edge) does not cause chipping on the edge, and the diamond bit 42 and roll W can be aligned safely and accurately. It can be carried out.

こうして、ダイヤモンドバイト42の刃先とロールWの距離が0になるX軸上の位置がわかったら、そのX軸上の位置を固定して、ダイヤモンドバイト42をZ軸で送ってロールWの加工範囲に全面加工を行う。この全面加工により、加工の基準が確立する。ダイヤモンドバイト42による超精密本加工は、その後で行うことになる。   Thus, when the position on the X axis where the distance between the cutting edge of the diamond bit 42 and the roll W is 0 is known, the position on the X axis is fixed, and the diamond bit 42 is fed along the Z axis to process the roll W. The whole surface is processed. By this whole surface processing, the standard of processing is established. The ultra-precision main processing with the diamond cutting tool 42 is performed after that.

この超精密本加工では、例えば、ロールWの全面に亘って微細な溝を周方向に加工する。この場合、ロールWに微細な溝を1本加工するごとに、ダイヤモンドバイト42の刃先をロールWに突く方向から当てる代わりに、Y軸を使ってすくう方向から入れられるので、ダイヤモンドバイト42の刃先の負担が軽くなる。すなわち、ロールWに微細な溝を加工する場合、加工範囲が広くなる上に、微細な溝であるがゆえに溝の本数が膨大な数になる。このため、1本の溝の加工が終了して次の溝を加工する度に、上記のようにY軸を使ってすくう方向からダイヤモンドバイト42を入れることにより、ダイヤモンドバイト42の刃先の負担が軽くなり、ロール1本の本加工全体ではダイヤモンドバイト42の摩耗を低減させる効果が顕著なものとなる。   In this ultra-precision main processing, for example, a fine groove is processed in the circumferential direction over the entire surface of the roll W. In this case, every time one minute groove is formed on the roll W, the cutting edge of the diamond cutting tool 42 can be inserted from the scooping direction using the Y axis instead of applying the cutting edge of the diamond cutting tool 42 to the roll W. The burden of is reduced. That is, when a fine groove is processed on the roll W, the processing range is widened, and the number of grooves is enormous because it is a fine groove. For this reason, every time the processing of one groove is completed and the next groove is processed, the diamond cutting tool 42 is inserted from the scooping direction using the Y-axis as described above, so that the load on the cutting edge of the diamond cutting tool 42 is reduced. It becomes lighter, and the effect of reducing the wear of the diamond tool 42 becomes remarkable in the entire main processing of one roll.

なお、本実施形態の精密ロール旋盤では、刃物台本体33から刃物台アタッチメント34を取り外しても、刃物台本体33のバイト31により、通常のロール旋盤の用法にしたがって、ロールを加工することができることはもちろんである。   In the precision roll lathe of this embodiment, even if the tool post attachment 34 is removed from the tool post body 33, the roll can be processed by the tool 31 of the tool post main body 33 in accordance with the usage of a normal roll lathe. Of course.

以上、本発明に係る精密ロール旋盤について、刃物台アタッチメントを取り付けることより、Y軸を付加する実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、当初から固定的にY軸を構成するようにしてもよい。   As described above, the precision roll lathe according to the present invention has been described with reference to the embodiment in which the Y axis is added by attaching the tool post attachment, but the present invention is not limited to this embodiment, and from the beginning. The Y axis may be fixedly configured.

本発明の一実施形態による精密ロール旋盤を示す側面図である。It is a side view which shows the precision roll lathe by one Embodiment of this invention. 同精密ロール旋盤の平面図である。It is a top view of the precision roll lathe. 本発明の一実施形態による精密ロール旋盤の刃物台に刃物台アタッチメントが取り付けられた状態を示す側面図。The side view which shows the state by which the tool post attachment was attached to the tool post of the precision roll lathe by one Embodiment of this invention. 刃物台アタッチメントを示す側面図。The side view which shows a tool post attachment. 刃物台アタッチメントでバイトが移動し、ロールと接触した状態を示す側面図。The side view which shows the state which the bite moved with the tool post attachment, and contacted the roll.

符号の説明Explanation of symbols

10 ベッド
12 主軸台
14 心押台
16 往復台
26 サドル
28 テーブル
30 刃物旋回台
31 バイト
32 刃物台
33 刃物台本体
34 刃物台アタッチメント
36 Y軸サーボモータ
38 可動ブロック
39 バイトホルダ
40 ボールねじ機構
42 ダイヤモンドバイト
W ロール
10 Bed 12 Spindle base 14 Tailstock 16 Reciprocating base 26 Saddle 28 Table 30 Tool turntable 31 Tool 32 Tool post 33 Tool post body 34 Tool post attachment 36 Y-axis servo motor 38 Movable block 39 Tool holder 40 Ball screw mechanism 42 Diamond Byte W Roll

Claims (5)

ベッドと、
前記ベッド上に設置され、ワークであるロールの一端をチャックで保持しながら該ロールに回転を与える主軸を有する主軸台と、
前記主軸台に対向して前記ベッド上に配置され、前記ロールの一端を回転自在に支持する心押台と、
前記ロールの長手方向(Z軸)を移動可能に前記ベッド上に設置されたサドルと、
ロールの長手方向と直角の方向(X軸)に移動可能に前記サドル上に設置されたテーブルと、
前記テーブル上に設置され、バイトが取り付けられた刃物台を有する旋回台と、を備え、
前記刃物台は、前記バイトを前記ロールの長手方向と直角でかつバイト刃先のすくい方向に前記バイトを移動させる直線軸(Y軸)を備えたことを特徴とする精密ロール旋盤。
Bed and
A headstock having a spindle installed on the bed and providing rotation to the roll while holding one end of the roll as a workpiece;
A tailstock arranged on the bed facing the headstock and rotatably supporting one end of the roll;
A saddle installed on the bed movably in the longitudinal direction (Z-axis) of the roll;
A table installed on the saddle so as to be movable in a direction (X axis) perpendicular to the longitudinal direction of the roll;
A swivel with a tool post mounted on the table and having a cutting tool attached thereto,
A precision roll lathe, wherein the tool post includes a linear axis (Y axis) for moving the cutting tool in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the roll and in the scooping direction of the cutting tool edge.
前記刃物台は、複数本のバイトが固定された刃物台本体と、前記刃物台本体に取り付けられ、前記バイトをすくい方向に移動させ前記直線軸(Y軸)を構成するバイト移動機構とを有することを特徴とする請求項1に記載の精密ロール旋盤。   The turret has a turret body to which a plurality of cutting tools are fixed, and a cutting tool moving mechanism that is attached to the turret body and moves the cutting tool in a scooping direction to constitute the linear axis (Y axis). The precision roll lathe according to claim 1. バイト移動機構は、前記刃物台本体に一体的に前記刃物台本体に取り付けられる刃物台アタッチメントとして構成されたことを特徴とする請求項2に記載の精密ロール旋盤。   The precision roll lathe according to claim 2, wherein the tool moving mechanism is configured as a tool post attachment that is integrally attached to the tool post body. 前記刃物台アタッチメントは、刃物台に取り付けられるアタッチメント本体と、Y軸サーボモータと、Y軸方向のバイトの位置を検出する位置検出器と、バイトを保持するバイトホルダを有する可動体と、サーボモータの出力を前記バイトホルダに伝動するボールねじ機構と、が一体的にユニット化されたアタッチメントであることを特徴とする請求項3に記載の精密ロール旋盤。   The tool post attachment includes an attachment main body attached to the tool post, a Y-axis servo motor, a position detector for detecting the position of the tool in the Y-axis direction, a movable body having a tool holder for holding the tool, and a servo motor. The precision roll lathe according to claim 3, wherein the ball screw mechanism that transmits the output of the tool to the tool holder is an attachment unitized as a unit. 前記刃物台アタッチメントに取り付けられるバイトは、ダイヤモンドバイトであることを特徴とする請求項4に記載の精密ロール旋盤。   The precision roll lathe according to claim 4, wherein the tool attached to the tool post attachment is a diamond tool.
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